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一粗细均匀的J型玻璃管竖直放置,短臂端封闭,长臂端(足够长)开口向上,短臂内封有一定质量的理想气体。初始状态时管内各段长度如图(a)所标,密闭气体的温度为27℃。大气压强为75cmHg,求:
(1)若沿长臂的管壁缓慢加入5cm的水银柱并与下方的水银合为一体,为使密闭气体保持原来的长度,应使气体的温度变为多少?
(2)在第(1)小题的情况下,再使玻璃管沿绕过O点的水平轴在竖直平面内逆时针转过180°,稳定后密闭气体的长度变为多大?
(3)在图(b)的p-T坐标系中画出以上两个过程中密闭气体的状态变化过程。
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带有等量异种电荷的两块水平金属板M、N正对放置,相距为d(d远小于两板的长和宽),一个带正电的油滴A恰好能悬浮在两板正中央,如图所示。A的质量为m,所带电荷量为q。在A正上方距离M板d处,有另一质量也为m的带电油滴B由静止释放,可穿过M板上的小孔进入两板间,若能与油滴A相碰,会结合成一个油滴,结合后的瞬间该油滴的速度为碰前油滴B速度的一半,方向竖直向下。整个装置放在真空环境中,不计油滴B和A间的库仑力以及金属板的厚度,为使油滴B能与油滴A相碰且结合后不会与金属板N接触,重力加速度取g,求:
(1)金属板M、N间的电压U的大小;
(2)油滴B带何种电荷?请简要说明理由;
(3)油滴B所带电荷量的范围。
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如图(a)所示,两根足够长的平行光滑导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面的夹角为α,导轨电阻不计,整个导轨放在垂直导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m。两金属导轨的上端与右端的电路连接,R是阻值可调的电阻箱,其最大值远大于金属棒的电阻值。将金属棒由静止释放,当R取不同的值时,金属棒沿导轨下滑会达到不同的最大速度vm,其对应的关系图像如图(b)所示,图中v0、R0为已知,重力加速度取g。请完成下列问题:
(1)匀强磁场的磁感应强度为多少?
(2)金属棒的电阻值为多少?
(3)当R=R0时,由静止释放金属棒,在金属棒加速运动的整个过程中,通过R的电量为q,求在这个过程中R上产生的热量为多少?
(4)R取不同值时,R的电功率的最大值不同。有同学认为,当R= R0时R的功率会达到最大。如果你认为这种说法是正确的,请予以证明,并求出R的最大功率;如果你认为这种说法是错误的,请通过定量计算说明理由。
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用绳子拴着一个物体,使物体在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,绳子断了以后,物体将( )
A.仍维持圆周运动 B.沿切线方向做直线运动
C.沿半径方向接近圆心 D.沿半径方向远离圆心
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关于曲线运动,下列说法正确的有( )
A.做曲线运动的物体速度方向在时刻改变,故曲线运动是变速运动
B.做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变
C.只要物体做圆周运动,它所受的合外力一定指向圆心
D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动
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洗衣机的甩干筒在旋转时有衣服附在筒壁上,则此时( )
A.衣服受重力,筒壁的弹力和摩擦力,及离心力作用
B.衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供
C.筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大
D.筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减少
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质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而不脱离轨道的临界速度值是v,当小球以2v的速度经过最高点时,对轨道的压力值为( )
A.0 B.mg C.3mg D.5mg
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关于行星的运动,以下说法正确的是( )
A.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越大
B.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大
C.水星的半长轴最短,公转周期最大
D.海王星离太阳最远,绕太阳运动的公转周期最长
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